JP3985985B2

JP3985985B2 - 画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像処理装置

Info

Publication number: JP3985985B2
Application number: JP25716299A
Authority: JP
Inventors: 保細野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: JP2001086333A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子（例えばラインイメージセンサ）、特に密着型センサ（ＣＩＳ）を用いたスキャナ装置等の画像読取装置に関し、より詳細には、読み取った原稿画像データに適正な白シェーディング補正を施すようにした画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像処理装置（例えば、複写機、ファクス及びこれらの複合機、或いはスキャナを入力装置として持つコンピュータ等）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、密着型センサ等による固体撮像素子（代表的にはＣＣＤラインイメージセンサ）を用いた画像読取装置では、白基準面を読み取って得られる固体撮像素子の画像信号に基づいて、固体撮像素子の各画素の感度のバラツキや原稿照明系による照明光量ムラ等の補正を読み取った原稿画像に施す、いわゆる白シェーディング補正を行ってきている。
その際、補正に用いるシェーディングデータのもとになる白基準面へのゴミの混入は間違ったシェーディングデータを提供することになる。そこで、間違ったデータの保存を防ぐ為、白基準面読取の結果として得たシェーディングデータに所定レベルよりも低い画素部分がある場合には、その部分にゴミが混入しており、データに間違いがあると判断し、正常値が得られた前画素と同じシェーディングデータを保存することにより、その間違いを償うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では黒いゴミの検出は可能であるが紙粉などの白いゴミの検出は出来ず、白ゴミがある箇所は正常値（ゴミのない状態の値）より低いシェーディングデータが保存されてしまう。その結果として、ゴミがその箇所に位置している時には縦白スジ（通常、１原稿ごとでしかシェーディングデータは更新されないために、原稿単位ではデータが変わらないので、スジ状になる）として画像データに異常が発生し易くなり、ゴミが移動してしまうと今度は縦黒スジとして画像異常が発生し易くなってしまう。
本発明は、特に密着型センサにより原稿画像を読み取る方式の画像読み取りにおいて起きる上述の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、従来のゴミ検出では検出できなかった白ゴミの検出を行い、シェーディングデータに含まれたゴミによる誤ったデータを白ゴミの検出結果により修正することによって、より正しいシェーディングデータを得、最適な画像読み取りを行うようにした画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像処理装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数のセンサチップをインライン化して主走査１ラインを構成するイメージセンサで原稿を読み取り、得た画像データにシェーディング補正を施す画像読取装置において、照明光源の光量を調整可能とし、異なる光量で照明された白基準面をイメージセンサでそれぞれ読み取って、相対的に大きな光量で照明された白基準面の読み取りデータである第１のシェーディングデータ、及び相対的に小さな光量で照明された白基準面の読み取りデータである第２のシェーディングデータを取得する手段と、該第１及び第２のシェーディングデータ間の画素単位の変化量が所定量以上の場合に、該画素のシェーディングデータは前記白基準面に付着している白ゴミを読み取ったデータであると判定する手段と、前記第１のシェーディングデータの前記白ゴミを読み取った画素のシェーディングデータを、該画素の主走査方向の前後に順次隣接する複数ずつの画素の第１のシェーディングデータの平均値で置き換えることにより、前記白ゴミを読み取った画素のシェーディングデータの修正を行う手段と、注目画素の第１のシェーディングデータに対し、該注目画素の主走査方向の前後に順次隣接する複数ずつの画素の画素単位の第１のシェーディングデータの変化量が所定量以上となる画素が所定数以上の場合に、前記注目画素をセンサチップ間の境界画素と判定する手段とを備え、前記修正を行う手段は、前記白ゴミを読み取った画素が前記境界画素の場合には、該画素の主走査方向の前後に順次隣接する複数ずつの画素のうち、該境界画素が属さないセンサチップの画素を除外した画素の第１のシェーディングデータの平均値で置き換えることを特徴とする画像読取装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載された画像読取装置を備えたことを特徴とする画像処理装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明による画像読取装置を添付する図面とともに示す以下の実施例に基づき説明する。
図１は、本実施例の装置構成のブロック図を示す。
図１において、１はスキャナ装置であり、ＬＥＤアレイ等を光源としてそこから発する光を原稿に照射してその反射光を密着型（ＣＩＳ）もしくは縮小型ＣＣＤのラインイメージセンサのセンサチップに入力して、そこで原稿画像の光電変換を行い、アナログビデオ信号として出力する。２はスキャナ駆動信号発生回路であり、スキャナ装置１のラインイメージセンサのセンサチップ（ＣＩＳ，ＣＣＤ）を駆動する為のスタートパルス、スキャナクロック等を発生させ、さらに原稿面を主／副走査し画像の読み取り動作に必要な駆動信号をスキャナ装置１に供給する。３はＬＥＤ電流調整回路であり、スキャナ装置１の光源として使用されているＬＥＤアレイの電流値を制御して光源の光量の調節を行う。
４はビデオゲイン制御回路であり、スキャナ装置１からのアナログビデオ出力信号の最大値が次段のＡ／Ｄコンバータの入力制限の最大値を越えないように、最適化を行う。５はＡ／Ｄコンバータであり、前段のビデオゲイン制御回路４でゲインを調整し最適化されたアナログビデオ信号をディジタルビデオデータに変換する。
【００１１】
６は暗出力補正回路であり、光源ＯＦＦ時に出力されるレベル（暗出力データとして保存）に従いセンサ出力をオフセットする（ラインイメージセンサがＣＩＳの場合に普通に採用される方式である）ことにより全黒読み取り時にビデオデータが０となるような調節を行う。
７はシェーディング補正回路であり、原稿読み取り時のシェーディング補正を行う。シェーディング補正に用いるシェーディングデータ（白基準面を読み取って得られる画像信号に基づいて、ＣＩＳの各画素の感度のバラツキや原稿照明系による照明光量ムラ等を補正するデータ）は予め算出し保存されており、この回路では、読み取った原稿画像データにシェーディングデータを用いて補正を施す。８は黒ゴミ検出回路であり、白基準面を読み取って得られる画像データにおいて黒ゴミが検出された場合に、その画素に検出フラグをセットする。９は白ゴミ検出回路であり、黒ゴミと同様に、白基準面を読み取った画像データに白いゴミが検出された場合に、その画素に検出フラグをセットする。
１０はＲＡＭであり、暗出力データ、シェーディングデータ等を保存する。前者は暗出力補正回路６で、後者はシェーディング補正回路７で原稿画像データの補正に用いるデータであり、いずれも原稿読み取り以前に作成され、ここに保存される。
【００１２】
１１はチップ境界検出回路であり、ＣＩＳ使用時のセンサチップ境界を検出する。このセンサチップの境界は複数のチップをインライン化して主走査１ラインを構成する型式のスキャナ装置において生じるもので、この型式はＣＩＳにおいて普通に採用される。この型式を採用する場合に、チップごとに処理条件を変えたり、個別に画像データの処理を行う場合が多い。
１２はシェーディングデータ算出回路であり上記したシェーディング補正回路７で使用するシェーディングデータを白基準面の読取画像データから算出する。１３はピークレベル補正回路であり、シェーディング補正後のビデオデータの正規化を行う回路である。１４はピークレベル追従回路であり原稿或いは白基準面のピークレベルを追従する動作を行う。１５はピーク値ホールド回路であり、ピークレベル追従回路１４にてピーク値を追従し、検出されたピーク値をレジスタに保持し、ピークレベル補正回路１３に制御信号として入力することにより地肌の変動の影響を無くし、データの正規化を行う。
１６は２値化処理回路であり、ピークレベル補正回路１３でデータの正規化を行った多値ディジタルビデオデータにγ補正、オフセット処理、ＭＴＦ補正、平滑化処理、誤差拡散（またはディザ）、孤立点除去、ＯＲ処理等を施して２値データへの変換を行う。
【００１３】
次に、白ゴミ検出とその検出結果によりシェーディングデータの修正を行う動作を中心に、読み取り画像データのシェーディング補正を実行する上記した画像読取装置の動作を詳細に説明する。
図２は、本発明の実施例として示した図１の画像読取装置の動作フローを示す。
図２に従って、本実施例の動作を説明すると、装置の起動時に先ず、ＬＥＤ電流調整回路３にてスキャナ装置１のＬＥＤアレイで発する光量が小となるように素子に供給する電流を設定して白基準面をスキャンし、１ラインの読み取りを行う（Ｓ１）。その読取データをＲＡＭ１０の所定の記憶領域に保存する。
次に、ＬＥＤアレイで発する光量が大となるように素子に供給する電流を設定して白基準面をスキャンし、１ラインの読み取りを行う（Ｓ２）。その読取データをＲＡＭ１０の所定領域に保存する。
上記の動作で光量大にして読み取ったデータのピークレベルは、後の演算に使用する為、ピークレベル追従回路１４にて追従して、ピーク値ホールド回路１５におけるレジスタにそのピーク値を保存しておく（Ｓ３）。
【００１４】
上記の読取終了後、光量大に設定して読み取ったデータおよび光量小に設定して読み取ったデータをシェーディング補正回路７の回路に読み込んで、
（光量大設定時の白基準面の読取データ）÷（光量小設定時の白基準面の読取データ）
の比較演算を行い、その比較データ（読み取り変化割合）をＲＡＭ１０の所定領域に保存する。１ライン分のデータの比較演算が終了した後、暗出力補正回路６→白ゴミ検出回路９の順に演算結果の比較データが転送され、白ゴミ検出回路９で比較データ（読み取り変化割合）が所定のレベル以上であるか、否かを判断する（Ｓ４）。その結果、比較データが所定レベル以上だった場合には、白ゴミが付着していると判断し、白ゴミフラグを１にセットしてそのデータをＲＡＭ１０の所定領域に保存する（Ｓ５）。ここに、比較データから白ゴミの付着を判断する場合の所定レベルを決めるしきい値は、スキャン位置、センサチップの特性、光源の特性により異なるので使用するスキャナを評価して最適な値を算出する。なお、Ｓ４で比較データが所定レベルより小さく、即ち白ゴミが検出されない場合には、次の黒ゴミ検出ステップに進む。
白ゴミ検出に次いで、光量大に設定して読み取った先に保存したデータが取り出され転送され、黒ゴミ検出回路８で黒ゴミ検出用のしきい値と比較され、黒ゴミであるか、否かが判断される（Ｓ６）。ここでは、読み取ったデータがしきい値より小さい場合には、黒ゴミが付着していると判断し、黒ゴミフラグを１にセットしてそのデータをＲＡＭ１０の所定領域に保存する（Ｓ７）。なお、Ｓ６で読み取ったデータがしきい値より大きく、即ち黒ゴミが検出されない場合には、次の境界検出ステップに進む。
【００１５】
次に、センサチップの境界の検出を行う。上記の動作にて保存した光量大に設定して白基準面を読み取ったデータを読み出し、チップ境界検出回路１１にて７×１のマトリクスに入力させ中心画素とその前後３画素との比較を行う。６画素との比較結果をチェックし、比較値が所定のしきい値より大きくなる画素数が３画素以上か未満かにより、同一センサチップ内に在るか否かを判断する（Ｓ８）。比較値がしきい値より大きくなる画素数が３画素未満である場合に、境界無しとして境界フラグを０にセットする。比較値が３画素以上しきい値を越えた場合には、そこがセンサチップの境界域と判断して、境界フラグを１にセットする（Ｓ９）。境界検出フラグは１ライン分のデータをＲＡＭ１０の所定領域に保存する。境界の両端にフラグがセットされるのでチップの境界のところは連続したフラグが検出されることになり、チップ境界検出回路１１において、連続フラグが検出されたらそこを境界と判断する。
【００１６】
この後に、上記の動作にてＲＡＭ１０に保存した光量大に設定して白基準面を読み取ったデータを読み出し、ピークレベル追従装置１４のレジスタに保存されているピーク値も読み出して、シェーディングデータ算出回路１２にて、
（光量大設定時の白基準面の読取データ）÷ （ピーク値）
の演算を行い、その算出された結果がＲＡＭ１０の所定領域に保存され、シェーディング補正データとして補正に使用される。
先のステップにおける白ゴミ、黒ゴミ、センサチップの境界の検出結果がシェーディング補正データの算出に反映される。即ち、シェーディング補正データの算出を開始すると（Ｓ１０）、白フラグ、黒フラグ、境界フラグを読み出し、白又は黒フラグが１か０であるかを調べ（Ｓ１１）、白又は黒フラグが立っている場合に、さらに前後３画素の境界フラグが１か０であるかを調べ（Ｓ１２）、フラグのセット状態によりシェーディング補正データを変化させる。
ある注目画素にて前後３画素の境界フラグが０で白フラグもしくは黒フラグが１となっていた場合、前後３画素のシェーディング補正データの平均値を算出してその値を注目画素のシェーディング補正データとする（Ｓ１４）。なお、白フラグ、黒フラグいずれも０となっている場合には、正常な状態のシェーディング補正データの算出を行う（Ｓ１５）
また、前後３画素の境界フラグが１となっていて、白フラグもしくは黒フラグが１となっていた場合に、境界フラグが前３画素に立っていたらその画素とそれより前の画素を除いてシェーディング補正データの平均値を算出してそれを注目画素のシェーディング補正データとし、境界フラグが後３画素に立っていたらその画素とそれより後ろの画素を除いてシェーディング補正データの平均値を算出してそれを注目画素のシェーディング補正データとする（Ｓ１３、Ｓ１４）。
【００１７】
【発明の効果】
（１）請求項１の発明に対応する効果
密着センサのコンタクトガラスの隙間から混入する紙粉等の白ゴミの検出を可能にし、白ゴミ検出時に、検出画素におけるシェーディング補正データを検出画素に隣接する画素データにより修正し得るようにしたことにより、従来白ゴミが検出できないために生じていた白スジ或いは黒スジの発生を抑制することが可能となり、読み取り画像データとして良好なデータを提供できる。
また、複数のセンサチップをインライン化して主走査１ラインを構成するイメージセンサのセンサチップの境界画素の検出を可能としたことにより、白ゴミのある箇所のシェーディング補正データを修正する際に、違うチップ（境界画素が属さないチップ）のデータを用いて修正データの算出を行うことを防止でき、誤った修正を行うことがなくなる。
さらに、シェーディングデータの修正に用いるデータを主走査方向の前後に順次隣接する複数ずつの画素の平均値データとしたことにより、白ゴミを検出した箇所のシェーディング補正データをゴミが無い時のシェーディング補正データに限りなく近いデータにより修正し、シェーディングデータを最適化することができる。
（２）請求項２の発明に対応する効果
上記（１）の効果を複写機、ファクス及びこれらの複合機、或いはスキャナを入力装置として持つコンピュータ、などの画像処理装置において具現化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例としての画像読取装置の装置構成のブロック図を示す。
【図２】図１の画像読取装置の動作フローを示す。
【符号の説明】
１…スキャナ装置、２…スキャナ駆動信号発生回路、
３…ＬＥＤ電流調整回路、４…ビデオゲイン制御回路、
５…Ａ／Ｄコンバータ、６…暗出力補正回路、
７…シェーディング補正回路、８…黒ゴミ検出回路、
９…白ゴミ検出回路、１０…ＲＡＭ、
１１…チップ境界検出回路、１２…シェーディングデータ算出回路、
１３…ピークレベル補正回路、１４…ピークレベル追従回路、
１５…ピーク値ホールド回路、１６…２値化処理回路。

Claims

複数のセンサチップをインライン化して主走査１ラインを構成するイメージセンサで原稿を読み取り、得た画像データにシェーディング補正を施す画像読取装置において、
照明光源の光量を調整可能とし、異なる光量で照明された白基準面をイメージセンサでそれぞれ読み取って、相対的に大きな光量で照明された白基準面の読み取りデータである第１のシェーディングデータ、及び相対的に小さな光量で照明された白基準面の読み取りデータである第２のシェーディングデータを取得する手段と、該第１及び第２のシェーディングデータ間の画素単位の変化量が所定量以上の場合に、該画素のシェーディングデータは前記白基準面に付着している白ゴミを読み取ったデータであると判定する手段と、前記第１のシェーディングデータの前記白ゴミを読み取った画素のシェーディングデータを、該画素の主走査方向の前後に順次隣接する複数ずつの画素の第１のシェーディングデータの平均値で置き換えることにより、前記白ゴミを読み取った画素のシェーディングデータの修正を行う手段と、注目画素の第１のシェーディングデータに対し、該注目画素の主走査方向の前後に順次隣接する複数ずつの画素の画素単位の第１のシェーディングデータの変化量が所定量以上となる画素が所定数以上の場合に、前記注目画素をセンサチップ間の境界画素と判定する手段とを備え、
前記修正を行う手段は、前記白ゴミを読み取った画素が前記境界画素の場合には、該画素の主走査方向の前後に順次隣接する複数ずつの画素のうち、該境界画素が属さないセンサチップの画素を除外した画素の第１のシェーディングデータの平均値で置き換えることを特徴とする画像読取装置。
請求項１に記載された画像読取装置を備えたことを特徴とする画像処理装置。